رپ رپ Rep Rap

درسال2004 چاپگری سه بعدی به بازار عرضه شده که خود جایگزین بود. یعنی قادر بود خودش را بسازد. دستگاه خودجایگزین یک سازهٔ مصنوعی است که از نظر تئوری، به تنهایی، توانایی ساخت نمونه‌ای مشابه خود را با استفاده از مواد خام موجود در محیط دارا می‌باشد.

این چاپگر خود جایگزین اصطلاحا”   Rep Rap یا Replicating rapid نامیده شدند.

این پرینترها می توانستتند اجزای خودشان را بسازند و سایر قطعات (الکترونیکی و … ) آن میتوانست از بازار تامین شود.

این پرینتر با تولید اجزاء و قطعات پرینتر بعدی توسط خودش، یک چاپگر مانند خودش را تولید میکند و پس از مونتاز قطعات چاپ شده به یکدیگر و اضافه کردن برخی قطعات دیگر، شما دارای یک پرینتر جدید خواهید بود.

در واقع از منظر طراحی ، چاپگر اولیه بگونه ای طراحی شده است که تولید و مونتاز قطعات آن برای کابر و فقط با استفاده از چاپگری با همان سطح از دقت و فن آوری میسر باشد. البته این پایان کار نیست. چاپگرهای رپرپ قادر به چاپ سایر محصولات دلخواه کاربران نیز هستند.

شرکت های تولید کننده پرینتر های رپ رپ، این پرینتر ها و همچنین قطعات مورد نیاز جانبی را در اختیار خریدارن قرار می دهند ٱنها پس از خرید دستگاه اول بتوانند دستگاههای بعدی خودشان را چاپ و مونتاژ کنند.

شماره اختصاصی مجله Make در مورد چاپگر های سه بعدی

مجله Make یک نشریه فنی موفق و پرطرفدار است که بصورت دوماهنامه در ایالات متحده منتشر می‌شود و در کشور های اروپایی نیز مورد مطالعه قرار می گیرد. مجله Make متمرکز بر پروژه‌های فن‌آوری نظیر کامپیوتر، رباتیک، الکترونیک، فلزکاری، نجاری و نظایر آن می‌باشد. پدیدآوردندگان این مجله با طرح شعارهایی نظیر خودت انجام بده (DIY: do it yourself) در تلاش دارند تا با ایجاد پروژه های خودآموز گروهی یا فردی ، افراد فعال در رشته های مختلف را به یکدیگر پیوند دهند.

نخستین شماره این مجله توسط انتشارات O’Reilly Media ~ O’Reilly & Associates در ژانویه 2005 منتشر شد. O’Reilly Media بنیانگذار و ناشر آن محسوب میشود.

این مجله بویژه مورد توجه افرادی است که با تفکر و ایده های خود در کنج خانه یا حیاط، زیرزمین و یا پارکینگ منزل خود دست به ابتکار و نوآوری می‌زنند و همچنین برای کسانی که از ساختن چیزها و انجام پروژه‌های پیچیده از مواد ارزان و کم مصرف موجود در منزل لذت می‌برند.

بخش قابل توجهی از شماره های اخیر این مجله متوجه چاپگر های سه بعدی شده است و حتی شماره های منحصر بفردی در مورد چاپگر های سه بعدی توسط مجله منتشر شده است.

برای دانلود یکی از این شماره های مرتبط اینجا را کلیک کنید.

چگونه یک مدل سه بعدی بسازیم؟

راه اول ،

راحت ترین و سریع ترین راه، دانلود مدل دلخواه از اینترنت است. از لینکهای زیر میتوانید بسیاری از اشیای مورد نیاز خود را پیدا کنید.

https://3dwarehouse.sketchup.com/?redirect=1

https://digitalstore.makerbot.com

http://www.myminifactory.com/

http://www.123dapp.com/Search/content/all

www.Thingiverse.com

http://tf3dm.com/

دومین راه

 طراحی با نرم افزارهای طراحی مثل اتوکد، سولیدورک، بلندر، تری دی مکس، مایا و نرم افزارهایی از این دست میباشد.

سومین راه

داشتن یک اسکنر سه بعدی است، بدین ترتیب که با اسکن یک شی ، بدون داشتن دانش طراحی میتوانید آن را طراحی و در رایانه خود ذخیره کنید و یا آن را به چاپگر سه بعدی منتقل کنید.

کاربردهای شگفت انگیز چاپگرهای سه بعدی

اما امروزه با افزایش تعداد پرینترهای سه‌بعدی، زمان آن فرا رسیده تا این ماشین‌ها بتوانند اشکال و سازه‌هایی بسازند که تا پیش از این هرگز امکان‌پذیر نبود. این فناوری احتمالا عصر جدیدی در صنعت را رقم خواهد زد؛ عصری که در آن برای تولید برخی از محصولات نیازی به کارخانه نیست و یک کاربر عادی هم می‌تواند از قطعات هواپیما گرفته تا اسباب‌بازی‌های محبوبش را خود تولید کند. این فناوری می‌تواند در عرصه‌های مختلفی، از داروسازی گرفته تا صنایع غذایی تحولاتی چشمگیر ایجاد کند. در این نوشته به برخی از مهم‌ترین کاربردهای پرینترهای سه‌بعدی می‌پردازیم.

ارگان‌های مصنوعی بدن

نوجوان 14 ساله سودانی به نام دانیل عمار در سال 2012، در حمله‌ شورشیان به خانه‌اش به‌شدت زخمی شد. یک جراح آمریکایی توانست زندگی دوباره‌ای به او ببخشد، اما عمار دست چپش را از دست داد. میک البینگ، مدیر اجرایی یک شرکت تحقیقاتی به نام «آزمایشگاه ناممکن‌ها» به مقاله‌ای درباره عمار و شرایط اسفبار او برخورد. سپس آزمایشگاهی در یک بیمارستان سودانی تاسیس و آن را به پرینترهای سه‌بعدی مجهز کرد؛ پرینترهایی که با قیمتی کمتر از یکصد دلار اعضای بدن می‌ساختند.

امروزه پژوهشگران اتودسک و دانشگاه تورنتو در حال توسعه نرم‌افزارهایی هستند که پس از اسکن ابعاد اعضای بدن، می‌تواند عضو قطع‌شده را با قیمتی ناچیز پرینت کند.

صنایع داروسازی

یک پرینتر سه‌بعدی با کمی دخل و تصرف می‌تواند به جای لایه‌های پلاستیکی یا فلزی، مواد دارویی را اسپری کرده و واکنش‌های شیمیایی تولید کند. این فرایند تحولی در داروسازی‌های سفارشی ایجاد خواهد کرد. پژوهشگران دانشگاه گلاسکو در سال 2012 از یک پرینتر سه‌بعدی برای تولید طیف گسترده‌ای از ترکیبات، از جمله موارد موثر در درمان سرطان استفاده کردند. مارک سیمس، یکی از پژوهشگران این دانشگاه می‌گوید: «در آینده می‌توانید ترکیبات شیمیایی رایج را خریداری کنید، آنها را به یک پرینتر سه‌بعدی بدهید تا با مخلوط و فیلتر کردن‌شان داروی تجویزی را به شما تحویل دهند». پرینترهای سه‌بعدی به‌زودی هزینه‌های دارو و درمان را به‌شدت کاهش می‌دهند؛ با این حال فناوری دردسرهای خاص خودش را هم دارد. همین پرینترها ممکن است روزی توجه فروشندگان مواد روان‌گردان را به خود جلب کنند.

مواد خوراکی

در نمایشگاه محصولات الکترونیک لاس‌وگاس امسال، شرکتی به نام 3D سیستمز، از پرینترهایی رونمایی کرد که برای طراحی و تولید مواد خوراکی مثل شکلات یا وانیل با طرح‌های دلخواه بهینه شده بودند. برای تولید این نوع شکلات‌ها کاربر فقط مواد اولیه را در دستگاه می‌ریزد و با انتخاب یا طراحی دلخواهی آنها را به خروجی می‌فرستد. این ماجرا فقط محدود به تولید شکلات نیست و برخی از شرکت‌ها از این روش برای ساخت شمع یا پاستا هم استفاده کرده‌اند.

خانه‌های سفارشی

در آینده‌ای نزدیک احتمالا بتوانید طرح دلخواه خانه‌تان را از اینترنت دانلود کنید و آن را به یک پرینتر مخصوص ساخت‌وساز بدهید. یک شرکت ساخت‌وساز چینی این رویای جذاب را به واقعیت تبدیل کرده و با پرینترهای سه‌بعدی غول‌پیکرش با استفاده از لایه‌های سیمان و زباله‌های بازیافتی، خانه‌های متعددی ساخته است. هرچند این خانه‌ها آن‌قدرها هم جذاب نیستند، اما هزینه تولیدشان تنها به پنج هزار دلار می‌رسد و بنا به ادعای شرکت روزانه می‌توان ده مورد از این خانه‌ها ساخت.

شرکت دیگری در اسلوونی قرار است تا انتهای امسال سه مدل متفاوت از پرینترهای سه‌بعدی برای ساخت خانه معرفی کند (برای دیدن نمونه خانه‌ها سری به آدرس bit.ly/1urT3Yn بزنید).

اتومبیل‌های سفارشی

مدت زیادی است که از پرینترهای سه‌بعدی برای ساخت قطعات خودرو استفاده می‌کنند، لیکن جیم کور (مخترع) به همراه تیمش گامی فراتر در این زمینه برداشته و با پرینتر سه‌بعدی‌اش خودروهایی کامل می‌سازد. برای اولین بار مجله وایرد در سال 2013 خبر از تولید یک خودروی سه چرخ توسط پرینترها داد که عمدتا از پلاستیک ساخته شده بود. ساخت این خودرو نزدیک به 2500 ساعت زمان برد و این بدان معنی است که بعید نیست تا چند سال آینده شاهد خودروهایی از این دست در نمایشگاه‌ نزدیک خانه‌تان باشید.

هنر سه‌بعدی

کزمو ونمان، از هنرمندان کالیفرنیای جنوبی با استفاده از یک پرینتر سه‌بعدی به تولید مجسمه‌های معروف جهان اقدام کرده است. برای مثال، او مجسمه یونانی اسب سلنه را با مواد پلاستیکی بازتولید کرده و برای آنکه رنگ مرمرین مجسمه حفظ شود، آن را رنگ‌آمیزی کرده است. ونمان کارش را به آثار دوران باستان محدود کرده تا قوانین کپی‌رایت شامل حالش نشود. شاید روزی پرینترهای سه‌بعدی به موزه‌هایی مثل اسمیتسونیان (که هر بار تنها دو درصد از 14 میلیون اثر هنری را نمایش می‌دهد)، امکان بدهد کارهای هنری‌شان را دیجیتالی کنند و نسخه‌هایی از آنها را به سرتاسر جهان بفرستند. شاید روزی هر اثر هنری دلخواهی را بتوانیم از یک تولیدکننده هنری خریداری کنیم.

مزایای استفاده از FDM

آزادی در طراحی:

آزاد بودن در طراحی همیشه از آرزوهای طراحان بوده که هر چه می خواهند طراحی کنند را بدون کم و کاست بتوانند بسازند. با استفاده از FDM و پرینت سه بعدی این آرزوی دست نیافتنی محقق شده است. از زمانی که این تکنولوژی ساخت روی کار آمده است، نمونه های پیچیده با جزئیات جانبی و نمونه هایی با ویژگی های درونی برای ساخت و تولید قطعات و نمونه های اولیه بسیار آسان شده و برای تولیدات طراحی شده سه بعدی بسیار کارآمد است. 

تولید قطعات:

FDM این امکان را به ما می دهد که با استفاده از مواد ترموپلاستیک قطعات و مدلهای مورد نظر خود را به راحتی و به سرعت تولید کنیم. مزیت این تکنولوژی در توانایی تولید قطعات سفارشی با عملکرد و مقاومت بالا و به سرعت است که این قطعات تولید شده با دوام و محکم بوده، در مقابل حرارت و مواد شیمیایی مقاوم هستند و در طیف گسترده از برنامه های کاربردی می توان از آنها استفاده کرد. 

اختراع مجازی:

 با FDM و یک دستگاه پرینتر سه بعدی اختراعات مجازی شما دیگر خارج از تصور نبوده و می توانید تخیلات خود را به طور واقعی بسازید و لمس کنید که تنها برای ساخت نمونه های خود نیاز به طراحی سه بعدی دارید پس از آن می توانید تغییراتی را در طراحی خود بدون نیاز به قالب سازی دوباره ایجاد کنید و دیگر زمانهای طولانی و هزینه های بالایی را برای تولید محصولات خود صرف نکنید.

مهندسی پلاستیک:

 از پلاستیک هایی که برای استفاده در این تکنولوژی به کار می روند می توانیم به ABS پلی کربنات(PLA) و... اشاره کنیم. نمونه هایی که با این متریال ها ساخته می شوند برای تولیدات با حجم کم و تست عملکرد آنها در محیط های سخت بسیار مناسب بوده و لایه سازی آنها در تولید افزایشی بسیار دقیق می باشد.

تاریخچه تکنولوژی FDM

تولید افزودنی یا چاپ سه بعدی،برای ایجاد نمونه های اولیه از سال 1980 برای تولید اولیه محصول معرفی شد و خیلی زود به سریع ترین و ارزان ترین راه برای تولید اولیه محصولات صنعتی و دیگر صنایع تبدیل شد. FDM محبوب ترین روشی پرینت سه بعدی است که در سال 1992 توسط اسکات کرامپ اختراع شد و از آن زمان تا کنون برای تولید نمونه های اولیه با استفاده از چاپ سه بعدی  استفاده می شود. سیر و تحول این روش به گونه ای بود که خیلی سریع به ارزان ترین و سریع ترین روش برای تولید کالاهای سفارشی تبدیل شد. پرینترهایی که با این فرایند کار می کنند از یک فیلمانت ترموپلاستیک مانند ABS و PLA تغذیه میکنند که با ذوب کردن این فیلمانت و سپس اکسترود کردن آن جسم سه بعدی را به صورت لایه به لایه تشکیل می دهد.

منابع علمی و مقالات چاپگرهای سه بعدی

  (کتابهای زبان اصلی)

3D printing for Dummies

Low cost 3D printing

تاریخچه پرینتر های سه بعدی

انقلابی در تکنولوژی

 پرینتر سه بعدی یکی از فناوری های نوظهور است و این قابلیت را ایجاد می کند که هر گونه جسم سه بعدی را با هر نوع پیچیدگی تولید کند و برای این کار لازم است تنها شکل مورد نظر در یکی از نرم افزارهای سه بعدی ساز طراحی و بعد آن را با متریال های مختلف چاپ کرد. اولین چاپگر سه بعدی در سال 1987 توسط چاک هال بنیانگذار سیستم های سه بعدی توسعه داده شد. این پرینتر ها اولین بار به صورت عمده برای نمونه سازی سریع مورد استفاده قرار گرفتند و امروزه عمدتاً به طور مستقیم برای چاپ قطعات محصولات و بالا بردن سرعت چرخه تولید مورد استفاده قرار می گیرد.

دنیایی از قطعات کاربردی پیش روی شما

در وبسایتهای زیر میتوانید هزاران طرح مختلف از قطعات در موضوعات دلخواه پیدا کرده و آنرا چاپ کنید :

https://3dwarehouse.sketchup.com/?redirect=1

https://digitalstore.makerbot.com

http://www.myminifactory.com/

http://www.123dapp.com/Search/content/all

www.Thingiverse.com

http://tf3dm.com/

چاپگرهای سه بعدی واقعا چه هستند؟

پرینترهای سه‌بعدی به عنوان تولیدکنندگان ذره‌ای یا لایه‌ای نیز شناخته می‌شوند، زیرا اساس کار آن‌ها بدین گونه است که محصول موردنظر ما را به‌صورت لایه به لایه بر روی یکدیگر می‌سازد تا درنهایت به محصول درخواستی برسد، البته بزرگ‌ترین ویژگی این محصول نسبت به روش‌های سنتی دقت بالا و سرعت بیشتر و هدر رفت ماده اولیه خیلی کمتر است.

البته در مورد کاربردهای این‌گونه پرینترها باید عرض شود که آن‌ها هم‌اکنون در بسیاری از صنایع در حال خدمت‌رسانی هستند ولی مقیاس کار آن صنایع بسیار کوچک است، از پرینترهای سه‌بعدی به دلیل کنترل و طرز کار سخت آن‌ها معمولاً برای ساختن نمونه‌های اولیه محصولات مورداستفاده قرار می‌دهند و در خط تولید کارخانه‌ها کمتر مورداستفاده قرار می‌گیرند.

امروزه با فعال شدن شرکت‌های تکنولوژی در این زمینه ما شاهد ساخته‌شدن مدل‌های خانگی این نوع پرینترها هستیم که البته هنوز جای خود را به آن صورتی که باید بین مصرف‌کنندگان خانگی باز نکرده است.

حال شما لحظه‌ای پیش خود فکر کنید که در صورت داشتن چنین محصولاتی قادر به انجام چه‌کارهایی می‌شدید! دیگر شما بجای خریدهای اینترنتی برخی از کالاها می‌توانید محصول موردنظر خود را با تغییرات و اصلاحات دلخواه خود در اتاق شخصیتان تولید کنید و از آن لذت ببرید.